§ Ž5 2² Ž  ] Ø ­ Ž( a' [  S Ë ù p § T “ Ó Þ” X ¢ T  ˜ m× DX  Õ Û U c lT c l — ¤V R Ë



§ Ž5 2² Ž  ] Ø ­ Ž( a' [  S Ë ù p § T  “ Ó Þ” X ¢ T  ˜ m× DX    Õ Û U c lT c l — ¤V R Ë

©

¼Š û BT Ö h · T  ¹* å  · z Š û BV  œ ·  6 Ò) ç ý — ¡

Ö

 ¦í ß –@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , Ö  ¦í ß – 680-749



™

»q + ä  ^∗

Ö

 ¦í ß –@ /† < Ɠ §  o† < Æ/ B N† < Æõ , Ö  ¦í ß – 680-749 (2003¸   1 Z 4 6{ 9  ~ à Î6 £ §)

“

¦Å Ò   Õ ªW 1à ԏ : r Û ¼( ' a AZ O `  ¦ s 6   x # Œ í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ q Ö  ¦ \     TiO

²

~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ • “ ¦, \ P 

%

ƒo \    É r ~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸& h  : £ ¤$ í õ  F  g† < Æ& h  : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i  . ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •_  7 £ x‚ à ÌÒ  ¦“ É r í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q  Ö

 ¦ s  7 £ x † < Ê\     y Œ ™™ è % i  . XRDü < SEM ì  r$ 3   õ , 3 %_  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •_ 

 â

Ä º \ P % ƒo  „  \   H amorphous  © œI – Ð
 z Œ ¤“ ¦ 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç Ê ê\   H anatase   & ñ  © œÜ ¼– Ð

 z Œ ¤ . í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ s  30 %{ 9  M : ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •_   â Ä º, \ P % ƒo  „  \   H anatase   & ñ  © œ`  ¦
 ? /

%

3 “ ¦, 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç Ê ê\   H rutile   & ñ  © œÜ ¼– Ð_   © œ„  s  { 9 # Qz Œ ™`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  . s   H í

ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦    o   & ñ  © œs     o   H “ : r • ¸ü < x 9 ] X ô  Ç › ' a >  e ”   H  כ Ü ¼– Ð ó ø Íé ß – ) a  . í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q

Ö  ¦ s  30 %\ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •`  ¦ 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç  â Ä º 300 ∼ 700 nm_    © œ% ò % i \ " f ~ à Ì} Œ •_  È

Òõ Ö  ¦ s  / å L  y  y Œ ™™ è % i  . s  Qô  Ç È Òõ Ö  ¦ y Œ ™™ è  H { 9  _  ß ¼l  7 £ x \  _ ô  Ç F  gí ß –ê ø Í ´ òõ ü <   & ñ  © œ _

    o\    É r   õ   ó ø Íé ß – ) a  . ¢ ¸ô  Ç, ] j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •[ þ t“ É r   & ñ  © œ_     o\  _ K   ½ ™× ¼Ì “ s \  -t  3.2 eV(anatase) \ " f 3.0 eV(rutile)– Ð ± ú  4 R ~ à Ì} Œ •_  f  ¨ à ºé ß –s    © œs  |   A á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x % i  .

PACS numbers: 68.60.-p

Keywords: Û ¼( ' a A, TiO

2

~ à Ì} Œ •, í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦, \ P % ƒo , ½ ¨› ¸& h , F  g† < Æ& h 

I. " e  ] Ø

TiO

₂

~ à Ì} Œ •“ É r Z  }“ É r Ä »„  Ö  ¦ õ  Ä ºÃ ºô  Ç  o† < Æ& h  î ß –„  $ í

`

 ¦ t m “ ¦ e ” Ü ¼ 9, r  F  g‚   % ò % i \ " f Ä ºÃ ºô  Ç È Òõ $ í

`

 ¦
 ? /“ ¦ e ”  .   " f, Û ¼ G ' p" f, I € ª œ„  t 6   x „  

•

¸} Œ •, ~ à Ì} Œ • H J r '  ? /\ " f_  Ä »„  ^ ‰, ì ø Í  ~ ½ Ót 6   x ~ Ã Ì }

Œ

•, ì ø ͕ ¸^ ‰ Ó ü t| 9  1 p x F  g# 3 0 Aô  Ç ì  r  \  ×  æ כ ¹ô  Ç Ó ü t| 9 – Ð+ ‹



6   x ÷ &“ ¦ e ”   [1–6]. ¢ ¸ô  Ç, 7 £ x‚ à ̛ ¸| , Ô  ¦í  HÓ ü t • ¸i ç , ] j



Œ • Ê ê \ P % ƒo  “ : r • ¸\    É r TiO

2

~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸& h ·Ä »„  ^ ‰

&

h “   : £ ¤$ í \  › ' a # Œ  Ö ¸µ 1 Ïô  Ç ƒ  ½ ¨ ”  ' Ÿ ÷ &“ ¦ e ”   [7, 8]. þ j  H \   H TiO

2

_  „  l & h , F  g† < Æ& h  : £ ¤$ í õ  F  g8 ú ¤ B  :

£

¤$ í \  @ / # Œ F  g# 3 0 A >  6 £ x6   x ÷ &“ ¦ e ”   [9]. { 9 ì ø Í

&

h Ü ¼– Ð TiO

²

  H rutile(tetragonal), anatase(tetragonal), brookite(orthorhombic)_  [ j t    & ñ + þ AI \  ¦ t  9, rutile   & ñ  © œs   © œ î ß –& ñ  ) a  © œI \  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”  . s 



Qô  Ç TiO

₂

~ à Ì} Œ •_    & ñ  © œ[ þ t“ É r \ P % ƒo  õ & ñ \  _ K " f amorphous \ " f anatase  © œÜ ¼– Ð, anatase  © œ\ " f rutile

∗

E-mail: [email protected]



© œÜ ¼– Ð  © œ„  s  q “ §& h  ~ 1 >  { 9 # Q± ú ˜ à º e ”   [1, 10].

TiO

2

~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ • l  0 Aô  Ç Ó ü t o & h “   ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ѝ  H Û ¼ (

' a A(sputtering), „   8 ú x 7 £ xµ 1 ÏZ O (e-beam evaporation) [7] 1 p x s   6   x ÷ &“ ¦ e ” Ü ¼ 9, a % ¦ 0 qZ O (sol-gel method) [11],



o† < Æ l  © œ 7 £ x‚ à ÌZ O (chemical vapor deposition) [12] 1 p x  o

† <

Æ& h “   ~ ½ ÓZ O • ¸ s 6   x ÷ &“ ¦ e ”  . s  Qô  Ç # Œ Q ] j› ¸~ ½ ÓZ O [ þ t

×

 æ \ " f Û ¼( ' a AZ O “ É r ~ à Ì} Œ •`  ¦ + þ A$ í   H s “ : r[ þ t_  s “ : r \ 



-t \  ¦ Z  } # Œ Å Ò# Q ~ à Ì} Œ •`  ¦ › ¸x 9  >  ] j Œ • # Œ ~ à Ì} Œ •s  é

#

Qo \   î  r $ í | 9 `  ¦ t >  ½ + É ÷  rë ß –  m  , @ /€  & h 



ïh Aõ  ³ ð€    ⠕ ¸ Ä ºÃ ºô  Ç ~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ •½ + É Ã º e ”   H  © œ& h 

`

 ¦ t “ ¦ e ”   [13]. ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H ~ à Ì} Œ • ] j Œ • / B N& ñ r  í

ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦`  ¦ › ¸] X  # Œ  Õ ªW 1à ԏ : r Û ¼( ' a AZ O Ü ¼– Ð TiO

₂

~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ • “ ¦, ] j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •[ þ t`  ¦  € ª œô  Ç “ : r • ¸\ 

"

f \ P % ƒo \  ¦ ô  Ç Ê ê í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ õ  \ P % ƒo  “ : r • ¸\   

 É

r ~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸& h , F  g† < Æ& h  : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i  .

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

-143-

-144- ô  Dz D GÓ ü t o † < Æ rt  “D hÓ ü t o ”, Volume 46, Number 3, 2003¸   3 Z 4

Õ

ªa Ë > 1. RF magnetron sputtering  © œu _  > h| Ä Ì• ¸.

Û

¼( ' a AZ O Ü ¼– Ð TiO

2

~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ • l  0 AK   r„  

*

3 á Ô(rotary pump)ü < ' ˜ Ð ì  r   * 3 á Ô(turbo molecular pump) > – Ð s À Ò# Q”   7 £ x‚ à Ìl (HVS-380)`  ¦  6   x % i  .

l

ó ø ÍÜ ¼– Ѝ  H z  ´o – B H J ?s ( ü < $ 3 % ò Ä »o \  ¦  6   x % i  .

7

£

x‚ à ̄   y Œ •y Œ •_  l ó ø Í`  ¦ ×  æ$ í [ j] jü < ß ¼2 Ÿ §í ß – 6   xÓ  oÜ ¼– Ð { 9   [

j' ‘ ô  Ç Ê ê,  [ j— : r õ  · ú ˜ ï`  ¦ 1 p x Ü ¼– Ð œ í6 £ §   [ j' ‘ (€  • 45ì  r ç

ß –)`  ¦ # Œ  6   x % i  . í  H • ¸ 99.9 %, t 2 £ § 76.2 mm“  

"

é

¶+ þ A Ti F K5 Å q  ^ — ¶`  ¦ ì ø Í6 £ x$ í Û ¼( ' a AZ O `  ¦ s 6   x # Œ í ß –

™

è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \     TiO

²

~ à Ì} Œ •(TM1-3 %, TM2-10 %, TM3-20 %, TM4-30 %)`  ¦ ] j Œ • % i Ü ¼ 9, ¢ ¸ô  Ç, í  H • ¸ 99.9

%, t 2 £ § 76.2 mm“   " é ¶+ þ A TiO

₂

í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ í

ß –™ è Å Ò{ 9  \ O s  TiO

2

~ à Ì} Œ •(TC)`  ¦ ] j Œ • % i  . ~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j



Œ • l  „    ^ — ¶\  ” > r F    H Ô  ¦í  HÓ ü t s 
 í ß – o} Œ •`  ¦ ] j 

l  0 AK   Ø ÔŒ 4 H Û ¼ë ß –`  ¦ Å Ò{ 9 ô  Ç Ê ê 3 × 10

⁻³

Torr · ú š

§

4 \ " f 5ì  rç ß – \ Vq  Û ¼( ' a A`  ¦ z  ´r  % i  . Õ ªa Ë > 1“ É r ~ Ã Ì }

Œ • ] j Œ •\   6   xô  Ç RF  Õ ªW 1à ԏ : r Û ¼( ' a A(magnetron sputtering)  © œq _  > h| Ä Ì& h “   ½ ¨› ¸\  ¦
  · p  כ s  .

~ Ã

Ì} Œ • 7 £ x‚ à Ìr  œ íl ”  / B N • ¸  H 2 × 10

⁻⁶

Torr s % 3  . ~ Ã Ì }

Œ

•_  › ¸$ í `  ¦ ] j# Q l  0 AK  e  ¦  Ý ¼ ? /_   Ø ÔŒ 4 H õ  í ß –

™

è\  @ /ô  Ç í ß –™ è_  â ì2 £ § q \  ¦ mass flow controller\  ¦   6

 

x # Œ › ¸] X  % i  . ”  / B N • ¸  H x  m  > s t (100 ∼ 1

× 10

⁻³

Torr) ü < s “ : r > s t (5 × 10

⁻³

∼ 5 × 10

⁻⁸

Torr)\  ¦  6   x # Œ 8 £ ¤& ñ % i  . Û ¼( ' a A r  ”  / B N • ¸  H 4

× 10

⁻³

Torr\  ¦ Ä »t  % i “ ¦, “  ÷ &  H “ ¦Å Ò  „  " é ¶“ É r 150 W(13.56 MHz),  ^ — ¶õ  l ó ø Í s _   o   H 150 mm – Ð

% i  . ô  Ǽ # , í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦(O

2

/(O

2

+Ar))\  ¦ 3 ∼ 30

% – Ð › ¸] X  % i Ü ¼ 9, ì ø Í6 £ x Û ¼“   í ß –™ è\  _ ô  Ç  ^ — ¶ ³ ð

€ 

_  í ß – o\  ¦ þ j™ è o l  0 AK  í ß –™ è\  ¦ l ó ø Í Å Ò0 A\ " f Å Ò { 9

 % i “ ¦, ç  H{ 9 ô  Ç TiO

2

~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ • l  0 AK  l ó ø Í`  ¦ 5 rpm_  5 Å q • ¸– Ð  r„   % i  . 7 £ x‚ Ã Ì Ê ê ~ à Ì} Œ •`  ¦ 5 p x“ : r 5 Å q • ¸ 5

Õ

ªa Ë > 2. í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \    É r TiO

2

~ à Ì} Œ •_  7 £ x‚ à ÌÒ  ¦

 

 o.

◦

C/min – Ð 300 ∼ 900

^◦

C_  # 3 0 A\ " f 1r ç ß – 1 l xî ß – \ P % ƒo 

% i  . \ P % ƒo  Ê ê ~ à Ì} Œ •`  ¦  ƒ   Í ‰ ty Œ • % i  . í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q

Ö  ¦ õ  \ P % ƒo  “ : r • ¸\    É r ~ à Ì} Œ •_    & ñ  © œ    o\  ¦ ì  r$ 3 

l  0 AK  X-ray  r] X l _  CuKα_  : £ ¤$ í X‚  `  ¦ { 9  y Œ • 4

^◦

– Ð › ¸  # Œ  r] X  J ‡  `  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  . s  8 £ ¤& ñ  ) a  r] X  J

‡  Ü ¼– РÒ'   6 £ §_  Scherrer d ” `  ¦ s 6   x # Œ TiO

²

~ à Ì} Œ • _

   & ñ  © œ_  ß ¼l \  ¦ > í ß – % i   [14].

D = Kλ

B cos θ (1)

#

Œl " f D  H TiO

2

~ à Ì} Œ •_    & ñ ß ¼l , K  H  © œÃ º(=0.94), λ  H X-‚  _    © œ(CuKα = 1.5406 ˚ A), B  H z  ´] j ì ø Íu 

;

Ÿ ¤(full width at half maximum, FWHM), θ  H peak ×  æ d ”

_   r] X  y Œ •• ¸s  . Õ ªo “ ¦ Ô  ¦ç  H{ 9 ô  Ç   + þ A§ 4 \  _ ô  Ç % ò

†

¾ Ó`  ¦ Á ºr  % i Ü ¼ 9, XRD  © œq _  l > & h  ‚  ; Ÿ ¤`  ¦ ] jü @

% i  . ¢ ¸ô  Ç ~ à Ì} Œ • ³ ð€  _  p [ j› ¸f ” `  ¦ ì  r$ 3  l  0 AK  Å Ò



„   ‰ & ³p  â (SEM)`  ¦  6   x % i  . ] j Œ • ) a TiO

2

~ à Ì} Œ •_  F 

g È Òõ Ö  ¦`  ¦ 300 ∼ 1000 nm_    © œ % ò % i \ " f ì  rF  g F  g • ¸

>

(UV-VIS spectrophotometer)\  ¦  6   x # Œ 8 £ ¤& ñ % i  .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

Õ

ªa Ë > 2  H F K5 Å q  ^ — ¶õ  í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ ] j Œ •ô  Ç

~ Ã

Ì} Œ •_  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \    É r 7 £ x‚ à Ì5 Å q • ¸\  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ” 



. F K5 Å q  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ s  3 % s  \ 

"

f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •_   â Ä º, Ti F K5 Å q  ^ — ¶_  Û ¼( ' a A 5 Å q • ¸

 Z  }   í ß – oÓ ü t + þ A$ í s  ± ú “ É r F K5 Å q — ¸× ¼ Û ¼( ' a As  µ 1 ÏÒ q t

÷

&# Q È Òõ Ö  ¦ s  B Ä º ± ú “ ¦ ì ø Í Ö  ¦ s  Z  }“ É r Ti ~ à Ì} Œ •s  + þ A$ í

÷

&% 3  . ì ø ̀  , e ” >  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ 3 % s  © œ\ " f  H l ó ø Í

Õ

ªa Ë > 3. F K5 Å q  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ ] j Œ •ô  Ç TiO

2

~ à Ì} Œ •_  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \    É r XRD J ‡  . (a) 3 %(TM1), (b) 10

%(TM2), (c) 20 %(TM3), (d) 30 %(TM4).

\

 • ¸² ú ˜   H F K5 Å q" é ¶  ü < í ß –™ è_  ì ø Í6 £ x \  _ K " f È Òõ Ö  ¦ s

 Z  }“ É r í ß – oÓ ü t ~ à Ì} Œ •s  + þ A$ í ÷ &% 3 Ü ¼
 Õ ª s  © œ_  í ß –™ è ™ D ¥

½ +

Ë q Ö  ¦ \ " f  H  ^ — ¶ ³ ð€  _  í ß – o Ä º[ j # Œ 7 £ x‚ à Ì5 Å q • ¸

‰ &

³$ y  y Œ ™™ è % i  . ô  Ǽ # , í ß – oÓ ü t TiO

2

 ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ ]

j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •“ É r  ^ — ¶_  › ¸$ í õ  ~ à Ì} Œ •_  › ¸$ í s  q “ §& h  { 9 

Õ

ªa Ë > 4. í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ ] j Œ •ô  Ç TiO

2

~ Ã

Ì} Œ •(TC)_  XRD J ‡  .

u

 Ù ¼– Ð í ß – oÓ ü t + þ A$ í s  t C & h Ü ¼– Ð { 9 # Q
“ ¦, í ß –™ è_  Å

Ò{ 9 s   © œ@ /& h Ü ¼– Ð  Å Ò & h Ü ¼Ù ¼– Ð F K5 Å q  ^ — ¶`  ¦  6   x 

#

Œ ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •˜ Ð  7 £ x‚ à ÌÒ  ¦ s   © œ{ © œy  Z  }€ Œ ¤ . ô  Ǽ # , p | ¾ Ó _

 í ß –™ è\  ¦ Å Ò{ 9  % i `  ¦  â Ä º\   H 7 £ x‚ à ÌÒ  ¦ s  3.6 nm/minÜ ¼

–

Ð y Œ ™™ è   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ” % 3  .

ì

ø Í6 £ x$ í Û ¼( ' a A\  _ K  ] j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •_    & ñ ½ ¨› ¸  H   Ø

Ԍ 4 H Û ¼ü < í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ x 9  l ó ø Í “ : r • ¸ ×  æ כ ¹ô  Ç “  



– Ð · ú ˜ 94 R e ”  . ~ à Ì} Œ •_  ] j Œ •› ¸| õ  \ P % ƒo  “ : r • ¸\   



 ~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸& h · F  g† < Æ& h  : £ ¤$ í “ É r   y Œ ™ >     oô  Ç  [15, 16]. í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦`  ¦ ² ú ˜o  # Œ ] j Œ •ô  Ç TiO

₂

~ à Ì} Œ •`  ¦ @ / l

 ×  æ \ " f “ : r • ¸\  ¦ y Œ •y Œ • 300

^◦

C, 500

^◦

C, 700

^◦

C x 9  900

◦

C – Ð 1r ç ß – 1 l xî ß – \ P % ƒo  % i  . y Œ •y Œ •_  › ¸| \  _ K  ] j



Œ

•ô  Ç TiO

₂

~ à Ì} Œ •_    & ñ $ í õ  p [ j› ¸f ” `  ¦ · ú ˜ ˜ Ðl  0 AK  X-‚    r] X  J ‡   ì  r$ 3 `  ¦ z  ´r  # Œ Õ ªa Ë > 3õ  4\ 
 ? /% 3 



.

{ 9

ì ø Í& h Ü ¼– Ð TiO

²

~ à Ì} Œ •“ É r \ P % ƒo  “ : r • ¸ 300 ∼ 700

^◦

C



s \ " f anatase   & ñ ½ ¨› ¸\  ¦ t  9, 900

^◦

C s  © œ_  “ : r

•

¸\ " f  H rutile ½ ¨› ¸– Ð  © œ„  s  ÷ &  H  כ Ü ¼– Ð ˜ Г ¦÷ &“ ¦ e ”

  [12]. ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H F K5 Å q  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ TiO

²

~ Ã Ì }

Œ

•`  ¦ ] j Œ •ô  Ç  â Ä º, í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ 3 % \ " f 20 %_  í ß –™ è

-146- ô  Dz D GÓ ü t o † < Æ rt  “D hÓ ü t o ”, Volume 46, Number 3, 2003¸   3 Z 4

³

ð 1. ] j Œ • ) a TiO

2

~ à Ì} Œ •_    & ñ  © œ ß ¼l ü < TiO

2

~ à Ì} Œ •_  rutile   & ñ  © œ\  @ /ô  Ç anatase   & ñ  © œ_  q Ö  ¦.

as-deposited 300

^◦

C 500

^◦

C 700

^◦

C 800

^◦

C 900

^◦

C anatase anatase anatase anatase anatase rutile W

a

anatase rutile W

a

TM1-3 % - 17 nm 18 nm 19 nm 20 nm - - 23 nm - 100 %

TM2-10 % - 17 nm 18 nm 20 nm 21 nm - - 23 nm 22 nm 42 % TM3-20 % - 17 nm 18 nm 20 nm 24 nm - - 24 nm 23 nm 33 % TM4-30 % 15 nm 17 nm 18 nm 20 nm 21 nm 19 nm 29 % - 25 nm 0 %

TC - 16 nm 18 nm 19 nm 20 nm - - 21 nm 29 nm 58 %

™

D ¥½ + Ë q Ö  ¦ # 3 0 A\ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •[ þ t õ  í ß – oÓ ü t`  ¦  6   x 

#

Œ ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •“ É r \ P % ƒo  „  \   H amorphous  © œI \  ¦
 

? /% 3 “ ¦, 300 ∼ 800

^◦

C \ P % ƒo  Ê ê anatase_    & ñ ½ ¨› ¸

\

 ¦ t   H  כ `  ¦ › ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º e ” % 3  . t ë ß –, Õ ªa Ë > 3(d)\ 

"

f ˜ Ð1 p w s  TM4-30 % ~ à Ì} Œ •“ É r \ P % ƒo  „  \ • ¸ anatase   

&

ñ  © œ`  ¦ + þ A$ í % i  . ¢ ¸ô  Ç, í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ 20 % s  \ 

"

f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •[ þ t“ É r 800

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç Ê ê anatase   

&

ñ  © œ`  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ” % 3 Ü ¼
, 30 %_  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j



Œ

•ô  Ç ~ à Ì} Œ •[ þ t`  ¦ 800

^◦

C \ P % ƒo  Ê ê anataseü < rutiles  ™ D ¥

½ +

˝ ) a   & ñ  © œ`  ¦
 ? /% 3  . 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç  â Ä º, í

ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ 3 % \ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •“ É r anatase   & ñ  © œ

`

 ¦, 10 ∼ 20 %_  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •[ þ t“ É r anatase ü < rutiles  ™ D ¥½ + ˝ ) a   & ñ  © œ`  ¦, í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ 30

% \ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •“ É r — ¸¿ º rutile   & ñ  © œ`  ¦
 ? /% 3  .

ô 

Ǽ # , í ß – oÓ ü t TiO

2

 ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ ] j Œ •ô  Ç TC ~ à Ì} Œ •_ 

 â

Ä º(Õ ªa Ë > 4), TM2-10 %ü < TM3-20 % ~ à Ì} Œ •õ  ° ú  s  \ P % ƒ o

 „  \   H q & ñ | 9   © œI \  ¦
 ? /% 3 “ ¦, 300 ∼ 800

^◦

C # 3  0 A\ " f \ P % ƒo  ô  Ç Ê ê anatase  © œ`  ¦ ˜ Ð% i Ü ¼ 9, 900

^◦

C \ P 

%

ƒo ô  Ç Ê ê anataseü < rutiles  ™ D ¥½ + ˝ ) a   & ñ  © œ`  ¦ ˜ Ð% i  .

s

 Qô  Ç   õ   H í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ s  7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤   & ñ  © œ   

 o { 9 # Q
  H “ : r • ¸ ± ú  t “ ¦ e ”    H  כ `  ¦
  · p .



 " f, ~ à Ì} Œ • ] j Œ • r  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦    o   & ñ  © œs 

 

 o   H “ : r • ¸\  % ò † ¾ Ó`  ¦ Šҍ  H  כ Ü ¼– Ð ó ø Íé ß – ) a  .

s

 Qô  Ç X-‚    r] X  J ‡  _    õ \  ¦ s 6   x # Œ d ”  (1)\  _  K

 > í ß –ô  Ç   & ñ  © œ ß ¼l \  ¦ ³ ð 1\ 
 ? /% 3  . Õ ªo “ ¦, ~ Ã Ì }

Œ

•_  rutile   & ñ  © œ\  @ /ô  Ç anatase   & ñ  © œ_  q Ö  ¦(W

a

)`  ¦



A  d ”  [17]\  _ K  > í ß – # Œ ³ ð 1\  † < Êa 
 ? /% 3  .

W

_a

= 1/(1 + 1.265I

_r

/I

_a

) (2)

#

Œl " f, I

^r

“ É r rutile   & ñ  © œ_   © œ y © œô  Ç peak(2θ = 37.8

^◦

) [

jl _  ° ú כ`  ¦
 ? /“ ¦, I

a

  H anatase   & ñ  © œ_   © œ y © œô  Ç peak(2θ = 27.6

^◦

) [ jl _  ° ú כ`  ¦
  · p . ] j Œ • ) a — ¸Ž  H ~ Ã Ì }

Œ

•“ É r \ P % ƒo  “ : r • ¸ 7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤   & ñ ß ¼l  7 £ x  % i 



. \ P % ƒo  “ : r • ¸ 300 ∼ 700

^◦

C{ 9  M :, 1 l x{ 9 ô  Ç “ : r • ¸\ 

"

f í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \     ] j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •_  anatase   & ñ ß

¼l   H  H s \  ¦ ˜ Ðs t  · ú §€ Œ ¤“ ¦, í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦  6   xô  Ç

~ Ã

Ì} Œ •_    & ñ ß ¼l • ¸ 1 l x{ 9 ô  Ç “ : r • ¸\ " f Ä » ô  Ç   õ \  ¦
 

? /% 3  . 800

^◦

C “ : r • ¸\ " f \ P % ƒo ô  Ç  â Ä º, 20 % í ß –™ è

™

D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •_  anatase   & ñ ß ¼l  24 nm – Ð  © œ ß ¼> 
 z Œ ¤Ü ¼
, 30 % í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f



 H anatase   & ñ ß ¼l  21 nm– Ð y Œ ™™ è   H  כ `  ¦ › ' a¹ 1 Ͻ + É Ã

º e ” % 3  . s   H anatase   & ñ s  rutile   & ñ Ü ¼– Ð  © œ„  s  H

†

d Ü ¼– Ð+ ‹
 
  H   õ   ó ø Íé ß – ) a  . Õ ªo “ ¦ \ P % ƒo  “ : r

•

¸ 900

^◦

C“    â Ä º\   H 30 %_  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j



Œ

• ) a ~ à Ì} Œ •_  rutile   & ñ  © œs  ß ¼> 
 z Œ ¤ . ô  Ǽ # , í ß –™ è

™

D ¥½ + Ë q Ö  ¦ s  7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤ rutile   & ñ  © œ\  @ /ô  Ç anatase   

&

ñ  © œ_   © œ@ /& h “   q Ö  ¦ s  y Œ ™™ è % i  .

Õ

ªa Ë > 5 ∼ 7“ É r y Œ •y Œ •_  ] j Œ • › ¸| \    É r TiO

2

~ à Ì} Œ •`  ¦

\ P

% ƒo  “ : r • ¸\    É r ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€   SEM  ”  `  ¦
  · p  כ s

 . ] j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •[ þ t“ É r ç  H{ 9  >  + þ A$ í ÷ &% 3 6 £ §`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã

º e ” % 3  . \ P % ƒo  „  _  ~ à Ì} Œ •[ þ t“ É r í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ s  7 £ x

½ + Éà º2 Ÿ ¤ 1  { 9  [ þ t s  Ó ü æ 5 g4 R ß ¼l  30 ∼ 60 nm_  2  { 9

 [ þ t s  Ò q t$ í ÷ &  H  כ `  ¦ › ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º e ” % 3  (Õ ªa Ë > 5(a) ∼ (d), 6(a) ∼ (d), 7(a) ∼ (d)). Õ ªo “ ¦ y Œ •y Œ •_  › ¸| \ " f ]

j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •“ É r \ P % ƒo  “ : r • ¸\       & ñ  o\  _ K   • 2 ;

³

ð€   © œI \  ¦
 
“ ¦ e ” Ü ¼ 9, \ P % ƒo  “ : r • ¸ 7 £ x ½ + Éà º 2

Ÿ

¤   & ñ w n  ß ¼l   H 7 £ x  “ ¦,   & ñ w n  Ì  à º  H & h   y Œ ™™ è 

%

i  . : £ ¤ y , 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç TM4-30 % ~ à Ì} Œ •_  ³ ð

€ 

(Õ ªa Ë > 6(d))“ É r rutile  © œ„  s \  _ K  2  { 9  [ þ t_  Ó ü æ g Ë

>`  ¦ › ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º e ”  . s   H \ P % ƒo \  _ K  TiO

²

~ à Ì} Œ •_  x 9

• ¸ 3.9 g/cm

³

(anatase) \ " f 4.27 g/cm

³

(rutile) – Ð   

 o # Œ
 è ß –   õ – Ð ó ø Íé ß – ) a   [18]. s X O >  ] j Œ • ) a ~ Ã Ì }

Œ

•“ É r \ P % ƒo  “ : r • ¸ 7 £ x \     í ß –™ è   € 9  ) a   & ñ $ í } Œ • s

 + þ A$ í ÷ &# Q ~ à Ì} Œ •_  È Òõ • ¸ $  _  " é ¶ “  s  ÷ &l • ¸ ô  Ç .

TM1-3 % ~ à Ì} Œ •`  ¦ 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo  % i `  ¦  â Ä º\   H X-

‚ 

  r] X  J ‡  \ " f
 
1 p w s  anatase   & ñ  © œ`  ¦ t “ ¦ e ”

# Q TM4-30 % ~ à Ì} Œ •õ  ° ú  “ É r 2  { 9  [ þ t_  Ó ü æg Ë >“ É r ^  ¦ à º

\ O

% 3  . Õ ªa Ë > 7\ " fü < ° ú  s  700

^◦

C  t  \ P % ƒo ô  Ç TC ~ Ã Ì }

Œ • ³ ð€  _  2  { 9  [ þ t“ É r í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦ s 6   x # Œ ] j Œ •ô  Ç

~ Ã

Ì} Œ • ³ ð€  _  2  { 9  [ þ t ˜ Ð  ß ¼l   Œ •€ Œ ¤Ü ¼ 9, 900

^◦

C

Õ

ªa Ë > 5. 3 % í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j Œ • ) a TiO

₂

~ Ã

Ì} Œ •(TM1)_  SEM images. (a) as-deposited, (b) 500

◦

C, (c) 700

^◦

C, (d) 900

^◦

C.

Õ

ªa Ë > 6. 30 % í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j Œ • ) a TiO

₂

~ Ã

Ì} Œ •(TM4)_  SEM images. (a) as-deposited, (b) 500

◦

C, (c) 700

^◦

C, (d) 900

^◦

C.

\

" f \ P % ƒo ô  Ç TC ~ à Ì} Œ •“ É r Ó ü æ % ƒ”   2 { 9  [ þ t_  ß ¼l 

TM4-30 % ~ à Ì} Œ •˜ Ð   Œ •€ Œ ¤ .

Õ

ªa Ë > 8 ∼ 10“ É r y Œ • “ : r • ¸\ " f 1r ç ß –1 l xî ß – \ P % ƒo ô  Ç TiO

2

~ Ã

Ì} Œ •`  ¦ UV-VIS ì  rF  gF  g • ¸> \  ¦  6   x # Œ 300 ∼ 1000 nm 

 © œ % ò % i \ " f È Òõ Ö  ¦`  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç  כ s  . — ¸Ž  H ~ à Ì} Œ •_  È Ò õ

Ö  ¦ / B G‚  \ " f ~ à Ì} Œ •_  ç ß –[ O \  _ ô  Ç ´ òõ \  ¦ ^  ¦ à º e ” Ü ¼ 9, ç ß

–[ O ´ òõ \  _ ô  Ç Õ ªA á Ô_  ”  ; Ÿ ¤“ É r \ P % ƒo  “ : r • ¸ 300

^◦

C

\

" f 700

^◦

C  t  Z  }{ 9 à º2 Ÿ ¤ 7 £ x † < Ê`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  .

s

  H · ú ¡\ " f ƒ  / å L % i 1 p w s  \ P % ƒo  “ : r • ¸ 7 £ x \     ~ Ã Ì }

Œ

•_  › ¸x 9 • ¸ 7 £ x  “ ¦   " f, Ï ã J] X Ò  ¦ s  7 £ x † < Ê`  ¦ · ú ˜

Õ

ªa Ë > 7. í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ ] j Œ •ô  Ç TiO

₂

~ Ã

Ì} Œ •(TC)_  SEM images. (a) as-deposited, (b) 500

^◦

C, (c) 700

^◦

C, (d) 900

^◦

C.

Ã

º e ”  . { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð \ P % ƒo  “ : r • ¸ 7 £ x   H 7 £ x‚ à ̝ ) a ~ à Ì} Œ •_ 

½

¨› ¸& h     o\    É r › ¸x 9 • ¸ 7 £ x  # Œ F  g† < Æ& h  : £ ¤$ í \ 

% ò

† ¾ Ó`  ¦ Šғ ¦ e ”   H  כ Ü ¼– Ð · ú ˜ 94 R e ”   [16]. Õ ªa Ë > 8(e)õ  9(e) \ " f ˜ Ð1 p w s  900

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç  â Ä º, í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q

Ö  ¦ s  30 %\ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •_  È Òõ Ö  ¦ s  TM1-3 % ~ Ã Ì }

Œ

•_  È Òõ Ö  ¦ ˜ Ð  ‰ & ³$ y  y Œ ™™ è   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”  . Õ ªo 

“

¦ TM4-30 % ~ à Ì} Œ •`  ¦ 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç  â Ä º, rutile

 

& ñ  © œ`  ¦
 ? /  H TiO

2

~ à Ì} Œ •_  f  ¨ à ºé ß –s  300 ∼ 800

^◦

C _

 \ P % ƒo \  _ K  ] j Œ • ) a anatase   & ñ  © œ_  TiO

2

~ à Ì} Œ •_  f

 ¨ à ºé ß –˜ Ð  |     © œ% ò % i \ " f
 z Œ ™`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . s  Q ô 

Ç   õ   H X-‚    r] X  ì  r$ 3    õ \ " f
 
1 p w s  TiO

²

~ Ã Ì }

Œ •s  anatase   & ñ  © œ\ " f rutile   & ñ  © œÜ ¼– Ð_   © œ„  s \ 



 É r TiO

2

~ à Ì} Œ •_  F  g† < Æ& h  f  ¨ à º  ½ ™× ¼Ì “ s \  -t    ô  Ç  כ Ü

¼– Ð ó ø Íé ß – ) a  . ô  Ǽ # , TM4-30 % ~ à Ì} Œ •`  ¦ 300

^◦

C \ " f \ P 

%

ƒo ô  Ç anatase   & ñ  © œ_  ~ à Ì} Œ •õ  900

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç rutile   & ñ  © œ_  ~ à Ì} Œ •`  ¦ f  ¨ à ºÖ  ¦ õ  F  g† < Æ& h  \  -t \  ¦ ‚  + þ A

 

+ þ A # Œ F  g† < Æ& h  f  ¨ à º  ½ ™× ¼Ì “ s`  ¦ > í ß –ô  Ç   õ  y Œ •y Œ • 3.2 eV ü < 3.0 eV– Ð
 z Œ ¤  [19,20]. ¢ ¸ô  Ç, 30 %_  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q

Ö  ¦ \ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •`  ¦ 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo  ½ + É  â Ä º(Õ ª a Ë

> 9(e)) 300 ∼ 700 nm_    © œ% ò % i \ " f È Òõ Ö  ¦ s  / å L  y  y

Œ ™™ è   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ” “ ¦, ~ à Ì} Œ •_   © œI   H ì ø ÍÈ Ò" î ô  Ç  © œI 

–

Ð    % i  . s   H anatase \ " f rutile   & ñ  © œÜ ¼– Ð  © œ„  s  H

†

d \     ~ à Ì} Œ •? /_  { 9   ß ¼l  7 £ x \  _ ô  Ç F  gí ß –ê ø Í ´ òõ 

 " é ¶ “  s  ÷ &  H  כ Ü ¼– Ð ó ø Íé ß – ) a  . Õ ªa Ë > 10\ " f ˜ Ð1 p w s  í ß –



oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦  6   xô  Ç TC ~ à Ì} Œ •“ É r \ P % ƒo  “ : r • ¸ 7 £ x (300 ∼ 700

^◦

C) \     È Òõ Ö  ¦ Õ ªA á Ô_  ”  ; Ÿ ¤    o  © œ ß ¼> 

 z Œ ¤Ü ¼ 9, 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo  Ê ê\   H TM4-30 % ~ à Ì} Œ •

-148- ô  Dz D GÓ ü t o † < Æ rt  “D hÓ ü t o ”, Volume 46, Number 3, 2003¸   3 Z 4

Õ

ªa Ë > 8. TM1-3 % ~ à Ì} Œ •_  \ P % ƒo \    É r È Òõ Ö  ¦ : £ ¤$ í .

Õ

ªa Ë > 9. TM4-30 % ~ à Ì} Œ •_  \ P % ƒo \    É r È Òõ Ö  ¦ : £ ¤$ í .

Õ

ªa Ë > 10. TC ~ à Ì} Œ •_  \ P % ƒo \    É r È Òõ Ö  ¦ : £ ¤$ í .

˜

Ð  È Òõ Ö  ¦ y Œ ™™ è  © œ@ /& h Ü ¼– Ð  Œ •€ Œ ¤ . s   H X-‚    r] X  J

‡     õ \ " f ˜ Ð# ŒÅ Ò1 p w s  anataseü < rutiles  ™ D ¥½ + ˝ ) a   

&

ñ  © œ`  ¦
 ? /l  M :ë  H Ü ¼– Ð ó ø Íé ß – ) a  .

IV. + s Ç Â ] Ø

‘

: r  7 Hë  H \ " f  H F K5 Å q  ^ — ¶õ  í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦ RF  Õ ªW 1 à

ԏ : r Û ¼( ' a A # Œ í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \    É r TiO

2

~ à Ì} Œ •`  ¦ ]

j Œ • “ ¦, ] j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •`  ¦  € ª œô  Ç “ : r • ¸– Ð @ /l ×  æ \ " f 1r  ç

ß – 1 l xî ß – \ P % ƒo  # Œ Õ ª\    É r F  g† < Æ& h , ½ ¨› ¸& h  : £ ¤$ í `  ¦ ì  r

$

3  % i  . F K5 Å q  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ s  20 % s

 \ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •õ  í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ ] j Œ • ô 

Ç ~ à Ì} Œ •“ É r XRD J ‡     õ  — ¸¿ º amorphous  © œI – Ð
  z

Œ ¤Ü ¼ 9, 300 ∼ 800

^◦

C \ P % ƒo  Ê ê — ¸¿ º anatase   & ñ  © œ`  ¦

 z Œ ¤ . \ P % ƒo  “ : r • ¸ 900

^◦

C{ 9   â Ä º þ j™ è í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q

Ö  ¦“   3 %\ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •“ É r anatase   & ñ  © œ`  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”

  H ì ø ̀  \  10 % s  © œ_  í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j Œ •ô  Ç ~ Ã Ì }

Œ •õ  í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦  6   xô  Ç ~ à Ì} Œ •“ É r anatase ü < rutiles  ™ D ¥

½ +

Ë÷ &# Q e ”   H   & ñ  © œ`  ¦
 ? /“ ¦ e ”  . t ë ß –, 30 % í ß –™ è

™

D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j Œ •ô  Ç ~ à Ì} Œ •“ É r \ P % ƒo  „  \  anatase   & ñ



© œ`  ¦ t “ ¦ e ” Ü ¼ 9, 800

^◦

C \ P % ƒo  Ê ê anataseü < rutiles 

™

D ¥½ + Ë÷ &# Q
 z Œ ¤ . Õ ªo “ ¦ 900

^◦

C \ P % ƒo  Ê ê anatase   

&

ñ  © œ`  ¦ › ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º \ O % 3 “ ¦ — ¸¿ º rutile– Ð  © œ„  s  ÷ &# Q e ”   H

 כ

`  ¦ › ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º e ” % 3  . ] j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •_    & ñ ß ¼l   H \ P % ƒ o

 “ : r • ¸\  ¦ Z  }{ 9 à º2 Ÿ ¤ 7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤ 7 £ x  % i Ü ¼ 9, 20 %_  í

ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q Ö  ¦ \ " f ] j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •`  ¦ 800 ∼ 900

^◦

C – Ð \ P % ƒ o

ô  Ç  â Ä º anatase   & ñ ß ¼l   © œ ( Ž Ü ¼ 9, rutile   & ñ ß

¼l   H í ß – oÓ ü t  ^ — ¶`  ¦  6   x # Œ ] j Œ • ) a ~ à Ì} Œ •`  ¦ 900

^◦

C

\

" f \ P % ƒo ô  Ç  â Ä º  © œ  H ° ú כÜ ¼– Ð > í ß –÷ &% 3  . Õ ªo “ ¦

\ P

% ƒo  “ : r • ¸ 7 £ x \       & ñ  © œs     o “ ¦ s \     2  { 9  [ þ t_  Ó ü æg Ë >s     o % i  . 900

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç TM4-30 % ü < TC ~ à Ì} Œ •_  È Òõ Ö  ¦“ É r ~ à Ì} Œ •_    & ñ $ í s    



o† < ÊÜ ¼– Ð" f µ 1 ÏÒ q tô  Ç f  ¨ à ºü < ~ à Ì} Œ •? /_    & ñ ß ¼l  7 £ x \  _

ô  Ç í ß –ê ø Í´ òõ – Ð “  K  300 ∼ 700 nm   © œ% ò % i \ " f È Òõ  Ö

 ¦ s  ‰ & ³$ y  y Œ ™™ è % i  . 900

^◦

C_  \ P % ƒo \  _ K  rutile

 

& ñ  © œÜ ¼– Ð  © œ„  s ô  Ç TiO

₂

~ à Ì} Œ •_  f  ¨ à ºé ß –“ É r anatase   

&

ñ  © œ`  ¦ ”   ~ à Ì} Œ •_  f  ¨ à ºé ß –˜ Ð  |     © œ% ò % i \ " f
  z

Œ ¤ .   " f, ‘ : r ƒ  ½ ¨   õ – РÒ'  Û ¼( ' a AZ O Ü ¼– Ð ] j Œ • ô 

Ç TiO

2

~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸& h , F  g† < Æ& h  : £ ¤$ í “ É r \ P % ƒo  “ : r • ¸ü <

x 9

] X ô  Ç › ' a >  e ” Ü ¼ 9, ] j Œ • › ¸|  ×  æ 
“   í ß –™ è ™ D ¥½ + Ë q

Ö  ¦ \      € ª œô  Ç    o
 
  H  כ `  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” 

% 3  .

P c

p 8 ý ò k >

s

  7 Hë  H“ É r 2002¸   Ö  ¦í ß –@ /† < Ɠ §_  ƒ  ½ ¨q \  _  # Œ ƒ  

½

¨÷ &% 3 Ü ¼ 9 t " é ¶ \  y Œ ™  × ¼w n m  .

Y c

p w Š à U Ø ”  ô

[1] H. Bach and D. Krause, Thin Films on Glass (Hei- delberg, Springer, 1997).

[2] Y. Tachibana, H. Ohsaki, A. Hayashi, A. Mitsui and Y. Hayashi, Vacuum 59, 836 (2000).

[3] K. Hara, T. Horiguchi, T. Kinoshita, K. Sayama H.

Arakawa, Solar Energy Materials & Solar Cells 70, 151 (2001).

[4] › ¸‰ & ³Å Ò, s <  ªí  H, S ! ˜ Ђ ½ Ó Ý ¶, s    B, ~ à Ì@ /î  r, ô  Dz D GF  g

† <

Æ rt  5, 9 (1994).

[5] þ j$ í ¸ n q, ^ ”  © œ\ P , ô  Dz D GF  g† < Æ rt  6, 259 (1995).

[6] A. Dakka, J. Lafait, C. Sella, S. Berthier, M. Abd- Lefdil, J. C. Martin, M. Maaza, Applied Optics 39, 2745 (2000).

[7] D. Bhattacharyya, N. K. Sahoo, S. Thakur and N.

C. Das, Thin Solid Films 360, 96 (2000).

[8] D. Mardare, G. I. Rusu, Materials Science and En- gineering B75, 68 (2000).

[9] G. S. Herman, Y. Gao, T. T. Tran and J. Oster- walder, Surface Science 447, 201 (2000).

[10] F. Lapostolle, A. Billard, J. von Stebut, Surface and

Coatings Technology 135, 1 (2000).

[11] G. Zhao, H. Kozuka, T. Yoko, Thin Solid Films 277, 147 (1996).

[12] A. Aidla, T. Uustare, A.-A. Kiisler, J. Aarik, V.

Sammelselg, Thin Solid Films 305, 270 (1997).

[13] H. Ohsaki, T. Tachibana, A. Hayashi, A. Mitsui, Y.

Hayashi, Thin Solid Films 351, 57 (1999).

[14] B. D. Cullity, Elements of X-ray Diffraction (Addison-Wesley pub, Notre Dame, 1978).

[15] N. Martin, C. Rousselot, D. Rondot, F. Palmino, R.

Mercier, Thin Solid Films 300, 113 (1997).

[16] H. Poelman, D. Poelman, D. Depla, H.

Tomaszewski, L. Fiermans and R. De Gryse, Surface Science 482-485, 940 (2001).

[17] D Mardare, M. Tasca, M. Delibas, G. I. Rusu, Ap- plied Surface Science 156, 200 (2000).

[18] H. K. Pulker, G. Paesold and E. Ritter, Applied Optics 12, 2986 (1976).

[19] H. Tang, K. Prasad, R. Sanjin` es, P. E. Schmid and F. L´ evy, J. Appl. Physics 75, 2042 (1994).

[20] K. Okimura, Surface and Coatings Technology 135,

286 (2001).

-150- ô  Dz D GÓ ü t o † < Æ rt  “D hÓ ü t o ”, Volume 46, Number 3, 2003¸   3 Z 4

Characteristics of Titanium–Dioxide Films Deposited by Using Magnetron Sputtering

Seung Wan Ryu, Bo Young Lee, Seung Kook Ko and Sung Hong Hahn Department of Physics, University of Ulsan, Ulsan 680-749

Eui Jung Kim

^∗

Department of Chemical Engineering, University of Ulsan, Ulsan 680-749 (Received 6 January 2003)

TiO

2

films were deposited at different oxygen composition ratios by using RF magnetron sput- tering, and their structural and optical properties were examined as functions of the calcination temperature. The deposition rates decreased with increasing oxygen composition ratio. According to the x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analysis, TiO

2

sample deposited at a 3 % oxygen composition ratio was amorphous, but the anatase state was observed after calcining at 900

^◦

C. The TiO

2

sample deposited at a 30 % oxygen composition ratio was in the anatase phase before calcining and transformed to the phase rutile after calcining at 900

^◦

C. These results how that the temperature of the phase transformation is closely related to the change in the oxygen composition ratio. In the TiO

2

sample deposited at a 30 % oxygen composition ratio, the transmittance of the sample calcined at 900

^◦

C was significantly reduced in the wavelength range of 300 ∼ 700 nm. This sudden decrease in the transmittance was due to the scattering originating from both on increase in the crystal size and transformation to the crystall phase. The absorption edges of the thin films were also shifted to longer wavelengths, which was due to a change in the optical band–gap energy from 3.2 eV for the anatase phase to 3.0 eV for the rutile phase.

PACS numbers: 68.60.-p

Keywords: Sputtering, TiO

2

films, Oxygen composition ratio, Structural, Optical

∗

E-mail: [email protected]